JP3301358B2 - 硬度指示薬 - Google Patents
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/18—Water
- G01N33/1853—Hardness of water
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N31/00—Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods
- G01N31/22—Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods using chemical indicators
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- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
- Detergent Compositions (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、サンプル中に存
在する硬度分を検知するための新規な硬度指示薬に関す
るものである。
在する硬度分を検知するための新規な硬度指示薬に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、水道水は、飲用には適していて
も、ボイラー用水や食品工業用水としては、種々の不純
物（たとえば、カルシウム，マグネシウム等の硬度成
分）が含有されているため、不適である。
も、ボイラー用水や食品工業用水としては、種々の不純
物（たとえば、カルシウム，マグネシウム等の硬度成
分）が含有されているため、不適である。
【０００３】このような水道水をそのままボイラー用水
として使用すれば、スケール付着や腐食の原因となるの
で、通常、硬水軟化装置や純水装置等を用いて、これら
の不純物を取り除いた水を供給している。この種の硬水
軟化装置には、たとえば強酸性陽イオン交換樹脂のう
ち、Ｎａ型のものが用いられており、これによって原水
中の硬度分（Ｃａ2+とＭｇ2+）をＮａ+に置換して軟水
としているが、前記イオン交換樹脂の劣化あるいは再生
が不十分である等、装置の不備如何によっては、硬度漏
れを起こすことになる。したがって、常に処理水をチェ
ックし、硬度漏れを起こしていないかどうかを判別する
必要がある。
として使用すれば、スケール付着や腐食の原因となるの
で、通常、硬水軟化装置や純水装置等を用いて、これら
の不純物を取り除いた水を供給している。この種の硬水
軟化装置には、たとえば強酸性陽イオン交換樹脂のう
ち、Ｎａ型のものが用いられており、これによって原水
中の硬度分（Ｃａ2+とＭｇ2+）をＮａ+に置換して軟水
としているが、前記イオン交換樹脂の劣化あるいは再生
が不十分である等、装置の不備如何によっては、硬度漏
れを起こすことになる。したがって、常に処理水をチェ
ックし、硬度漏れを起こしていないかどうかを判別する
必要がある。
【０００４】そのための判別方法として、硬度指示薬を
軟水に加え、その色の変化で判別する方法を採用する場
合、検知は人間の目で行われるため、色の変化は少しの
硬度漏れでも大きく出ることが望まれる。
軟水に加え、その色の変化で判別する方法を採用する場
合、検知は人間の目で行われるため、色の変化は少しの
硬度漏れでも大きく出ることが望まれる。
【０００５】通常、前記硬度指示薬の主成分は、ＥＢＴ
（エリオクロムブラックＴ）であるケースが多いが、そ
の水溶液は、ｐＨ８〜１０では青色を呈しているけれど
も、Ｍｇ2+が混入すると、速やかに赤色の水溶液に変化
する性質を持っており、この性質を利用して、軟水中に
Ｍｇ2+，すなわち硬度分が混在していないかをチェック
できるようになっている。
（エリオクロムブラックＴ）であるケースが多いが、そ
の水溶液は、ｐＨ８〜１０では青色を呈しているけれど
も、Ｍｇ2+が混入すると、速やかに赤色の水溶液に変化
する性質を持っており、この性質を利用して、軟水中に
Ｍｇ2+，すなわち硬度分が混在していないかをチェック
できるようになっている。
【０００６】このタイプの硬度指示薬は、Ｃａ2+に対し
ても水溶性化合物を作るが、Ｍｇ2+との化合物に比べる
と安定しておらず、変色は鈍い。
ても水溶性化合物を作るが、Ｍｇ2+との化合物に比べる
と安定しておらず、変色は鈍い。
【０００７】また、前記硬度指示薬は、ボイラ室等の５
０℃以上の高温環境に放置されると、ＥＢＴが酸化され
て、劣化する速度が早くなる。
０℃以上の高温環境に放置されると、ＥＢＴが酸化され
て、劣化する速度が早くなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】前記のように、ＥＢＴ
は、Ｍｇ2+に対しては鋭敏な変色を呈する反面、Ｃａ2+
に対しては変色が鈍く、条件によっては、その感度に十
数倍の差が生じる。ところが、通常、原水中のＣａ2+と
Ｍｇ2+の濃度は、地域によって差はあるが、圧倒的にＣ
ａ2+の方が多く、Ｍｇ2+のほぼ３〜１０倍は存在するの
で、Ｃａ2+が軟水中に漏れる可能性は高く、このＣａ2+
の硬度漏れは、早期の検知が必要であり、微量のＣａ2+
に対しても、反応が速やかに行われなければならない。
は、Ｍｇ2+に対しては鋭敏な変色を呈する反面、Ｃａ2+
に対しては変色が鈍く、条件によっては、その感度に十
数倍の差が生じる。ところが、通常、原水中のＣａ2+と
Ｍｇ2+の濃度は、地域によって差はあるが、圧倒的にＣ
ａ2+の方が多く、Ｍｇ2+のほぼ３〜１０倍は存在するの
で、Ｃａ2+が軟水中に漏れる可能性は高く、このＣａ2+
の硬度漏れは、早期の検知が必要であり、微量のＣａ2+
に対しても、反応が速やかに行われなければならない。
【０００９】また、前記のように、硬度指示薬は、高温
の環境において劣化する速度が早くなる。したがって、
硬度指示薬としての性能を維持するためには、この劣化
速度を低下させなければばらない。
の環境において劣化する速度が早くなる。したがって、
硬度指示薬としての性能を維持するためには、この劣化
速度を低下させなければばらない。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明は、前記課題を
解決するためになされたものであって、請求項１に記載
の発明は、ＥＢＴ，ｐＨ緩衝剤，マスキング剤，Ｍｇ−
ＥＤＴＡおよびソルビ ン酸カリウムを含むことを特徴と
しており、さらに請求項２に記載の発明は、ＥＢＴ，ｐ
Ｈ緩衝剤，マスキング剤およびソルビン酸カリウムを含
むことを特徴としている。
解決するためになされたものであって、請求項１に記載
の発明は、ＥＢＴ，ｐＨ緩衝剤，マスキング剤，Ｍｇ−
ＥＤＴＡおよびソルビ ン酸カリウムを含むことを特徴と
しており、さらに請求項２に記載の発明は、ＥＢＴ，ｐ
Ｈ緩衝剤，マスキング剤およびソルビン酸カリウムを含
むことを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】つぎに、この発明の実施の形態に
ついて説明する。この発明における硬度指示薬の主成分
として、ＥＢＴが適用される。これに、マスキング剤お
よびｐＨ緩衝剤として、非水系のトリエタノールアミン
を添加したものを、非水溶媒であるエチレングリコール
に溶かすことにより、硬度指示薬のベースができる。
ついて説明する。この発明における硬度指示薬の主成分
として、ＥＢＴが適用される。これに、マスキング剤お
よびｐＨ緩衝剤として、非水系のトリエタノールアミン
を添加したものを、非水溶媒であるエチレングリコール
に溶かすことにより、硬度指示薬のベースができる。
【００１２】そして、前記硬度指示薬のベースに、さら
に市販のＭｇ−ＥＤＴＡを添加すると、微量のＣａ2+に
鋭敏に反応する硬度指示薬が得られる。この市販のＭｇ
−ＥＤＴＡは、水分子を含んだ水和物の形となってい
る。この水分子は、ＥＢＴと反応して加水分解を起こ
し、前記硬度指示薬が劣化する原因となる。しかし、５
０℃以下の環境では、この加水分解の反応速度が極めて
遅い。トリエタノールアミンやエチレングリコールなど
も非水系であり、ＥＢＴの加水分解の問題を発生させな
い。したがって、前記硬度指示薬はほとんど劣化しない
ので、使用上問題はない。
に市販のＭｇ−ＥＤＴＡを添加すると、微量のＣａ2+に
鋭敏に反応する硬度指示薬が得られる。この市販のＭｇ
−ＥＤＴＡは、水分子を含んだ水和物の形となってい
る。この水分子は、ＥＢＴと反応して加水分解を起こ
し、前記硬度指示薬が劣化する原因となる。しかし、５
０℃以下の環境では、この加水分解の反応速度が極めて
遅い。トリエタノールアミンやエチレングリコールなど
も非水系であり、ＥＢＴの加水分解の問題を発生させな
い。したがって、前記硬度指示薬はほとんど劣化しない
ので、使用上問題はない。
【００１３】一方、５０℃以上の環境では、前記加水分
解の反応速度が比較的早いので、前記硬度指示薬の劣化
が早くなる。そのため、市販のＭｇ−ＥＤＴＡから水分
子を取り除き、これを前記硬度指示薬のベースに添加す
る。これにより、５０℃以上の環境でも劣化速度の遅い
硬度指示薬が得られる。
解の反応速度が比較的早いので、前記硬度指示薬の劣化
が早くなる。そのため、市販のＭｇ−ＥＤＴＡから水分
子を取り除き、これを前記硬度指示薬のベースに添加す
る。これにより、５０℃以上の環境でも劣化速度の遅い
硬度指示薬が得られる。
【００１４】また、前記硬度指示薬のベースに、ソルビ
ン酸カリウムを添加すると、５０℃以上の環境におい
て、劣化速度の遅い硬度指示薬が得られる。
ン酸カリウムを添加すると、５０℃以上の環境におい
て、劣化速度の遅い硬度指示薬が得られる。
【００１５】さらに、前記のとおり説明した実施の形態
を同時に実施しても、劣化速度の遅く、かつ微量のＣａ
2+に鋭敏に反応する硬度指示薬が得られる。すなわち、
前記硬度指示薬のベースに、市販のＭｇ−ＥＤＴＡの水
和物から水分子を取り除いたＭｇ−ＥＤＴＡと、ソルビ
ン酸カリウムとを添加することによっても、所望の硬度
指示薬が得られる。
を同時に実施しても、劣化速度の遅く、かつ微量のＣａ
2+に鋭敏に反応する硬度指示薬が得られる。すなわち、
前記硬度指示薬のベースに、市販のＭｇ−ＥＤＴＡの水
和物から水分子を取り除いたＭｇ−ＥＤＴＡと、ソルビ
ン酸カリウムとを添加することによっても、所望の硬度
指示薬が得られる。
【００１６】
【実施例】つぎに、この発明の具体的実施例を詳細に説
明する。この発明における硬度指示薬の主成分として、
ＥＢＴが挙げられる。このＥＢＴは、金属塩の存在を青
色から赤色に変色することで検知するようになってい
る。ただし、その際の変色は、ｐＨ８〜１０の領域で顕
著に現れるので、この発明にあっては、試料溶液をｐＨ
８〜１０にするためのｐＨ緩衝剤と、発色指示薬のマス
キング剤を必要とし、たとえばトリエタノールアミンを
適用すると、両方の機能を兼用できて、成分の数を減ら
せることができる。
明する。この発明における硬度指示薬の主成分として、
ＥＢＴが挙げられる。このＥＢＴは、金属塩の存在を青
色から赤色に変色することで検知するようになってい
る。ただし、その際の変色は、ｐＨ８〜１０の領域で顕
著に現れるので、この発明にあっては、試料溶液をｐＨ
８〜１０にするためのｐＨ緩衝剤と、発色指示薬のマス
キング剤を必要とし、たとえばトリエタノールアミンを
適用すると、両方の機能を兼用できて、成分の数を減ら
せることができる。
【００１７】さて、この硬度指示薬に適用される溶媒
は、たとえばエチレングリコールが挙げられる。硬度指
示薬を調合する際には、前記ＥＢＴと前記トリエタノー
ルアミンをこのエチレングリコールに溶かして行う。こ
れが、硬度指示薬のベースとなる。
は、たとえばエチレングリコールが挙げられる。硬度指
示薬を調合する際には、前記ＥＢＴと前記トリエタノー
ルアミンをこのエチレングリコールに溶かして行う。こ
れが、硬度指示薬のベースとなる。
【００１８】この発明において、前記硬度指示薬のベー
スに、以下の説明のように種々の成分を添加することに
より、硬度指示薬が完成する。
スに、以下の説明のように種々の成分を添加することに
より、硬度指示薬が完成する。
【００１９】まず、第一の実施例について説明する。第
一の実施例においては、前記硬度指示薬のベースに、市
販のＭｇ−ＥＤＴＡを添加する。この硬度指示薬は、試
料溶液に滴下すると、式１，式２のように反応する。 式１・・・・Ｃａ2+＋Ｍｇ−ＥＤＴＡ → Ｍｇ2+＋Ｃａ−ＥＤＴＡ 式２・・・・Ｍｇ2+＋ＥＢＴ → Ｍｇ−ＥＢＴ
一の実施例においては、前記硬度指示薬のベースに、市
販のＭｇ−ＥＤＴＡを添加する。この硬度指示薬は、試
料溶液に滴下すると、式１，式２のように反応する。 式１・・・・Ｃａ2+＋Ｍｇ−ＥＤＴＡ → Ｍｇ2+＋Ｃａ−ＥＤＴＡ 式２・・・・Ｍｇ2+＋ＥＢＴ → Ｍｇ−ＥＢＴ
【００２０】式１のように、試料溶液中のＣａ2+は同モ
ルのＭｇ2+に置換された後、式２のように、ＥＢＴと反
応して、変色が鋭敏になる。
ルのＭｇ2+に置換された後、式２のように、ＥＢＴと反
応して、変色が鋭敏になる。
【００２１】つぎに、第二の実施例について説明する。
第二の実施例では、第一実施例と同様に、市販のＭｇ−
ＥＤＴＡを適用するが、この市販のＭｇ−ＥＤＴＡは、
通常、水分子を含んだ水和物の形で販売されている。こ
れを、そのまま硬度指示薬として調合すると、５０℃以
上の高温環境下では、水分子と前記ＥＢＴとが反応（加
水分解）して、硬度指示薬が早く劣化する原因となる。
したがって、市販のＭｇ−ＥＤＴＡを使用する場合、調
合前に１２０℃で加熱し、脱水処理を行う。これによ
り、５０℃以上の高温環境下において、劣化速度が遅く
なる。
第二の実施例では、第一実施例と同様に、市販のＭｇ−
ＥＤＴＡを適用するが、この市販のＭｇ−ＥＤＴＡは、
通常、水分子を含んだ水和物の形で販売されている。こ
れを、そのまま硬度指示薬として調合すると、５０℃以
上の高温環境下では、水分子と前記ＥＢＴとが反応（加
水分解）して、硬度指示薬が早く劣化する原因となる。
したがって、市販のＭｇ−ＥＤＴＡを使用する場合、調
合前に１２０℃で加熱し、脱水処理を行う。これによ
り、５０℃以上の高温環境下において、劣化速度が遅く
なる。
【００２２】ところで、この第二実施例の硬度指示薬
を、試料溶液に滴下した場合の反応は、式１,式２と同
じになる。したがって、ここでの詳細な説明は省略す
る。
を、試料溶液に滴下した場合の反応は、式１,式２と同
じになる。したがって、ここでの詳細な説明は省略す
る。
【００２３】つぎに、第三の実施例について説明する。
第三の実施例では、前記硬度指示薬に、ソルビン酸カリ
ウムを添加する。このソルビン酸カリウムは、前記ＥＢ
Ｔが、５０℃以上の高温環境下において酸化して、劣化
する速度を低下させる作用がある。
第三の実施例では、前記硬度指示薬に、ソルビン酸カリ
ウムを添加する。このソルビン酸カリウムは、前記ＥＢ
Ｔが、５０℃以上の高温環境下において酸化して、劣化
する速度を低下させる作用がある。
【００２４】また、第四の実施例として、前記第二およ
び第三の実施例を組み合わせた成分によっても、所望の
硬度指示薬が得られる。すなわち、市販のＭｇ−ＥＤＴ
Ａから水分子を取り除いた後、前記硬度指示薬のベース
に添加する。さらに、ソルビン酸カリウムを添加するこ
とにより、一層劣化速度の遅い硬度指示薬が得られる。
び第三の実施例を組み合わせた成分によっても、所望の
硬度指示薬が得られる。すなわち、市販のＭｇ−ＥＤＴ
Ａから水分子を取り除いた後、前記硬度指示薬のベース
に添加する。さらに、ソルビン酸カリウムを添加するこ
とにより、一層劣化速度の遅い硬度指示薬が得られる。
【００２５】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、ＥＢ
Ｔ，ｐＨ緩衝剤，マスキング剤，Ｍｇ−ＥＤＴＡおよび
ソルビン酸カリウムを含んでいるので、処理水中の微量
のＣａ2+に対しても、反応が速やかに行われるととも
に、５０℃以上の高温環境下にあっても、より一層劣化
速度の遅い硬度指示薬を提供することができる。
Ｔ，ｐＨ緩衝剤，マスキング剤，Ｍｇ−ＥＤＴＡおよび
ソルビン酸カリウムを含んでいるので、処理水中の微量
のＣａ2+に対しても、反応が速やかに行われるととも
に、５０℃以上の高温環境下にあっても、より一層劣化
速度の遅い硬度指示薬を提供することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中島 純一 愛媛県松山市堀江町７番地 三浦工業株 式会社 内 (72)発明者 山下 正純 愛媛県松山市堀江町７番地 三浦工業株 式会社 内 (72)発明者 一色 克文 愛媛県松山市堀江町７番地 三浦工業株 式会社 内 (72)発明者 福村 健 愛媛県松山市堀江町７番地 三浦工業株 式会社 内 (72)発明者 浮穴 雄二 愛媛県松山市堀江町７番地 株式会社三 浦研究所 内 審査官 亀田 宏之 (56)参考文献 特開 平２−82160（ＪＰ，Ａ) 特公 昭51−150392（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 31/00 - 31/22
Claims (2)
- 【請求項１】 ＥＢＴ，ｐＨ緩衝剤，マスキング剤，Ｍ
ｇ−ＥＤＴＡおよびソルビン酸カリウムを含むことを特
徴とする硬度指示薬。 - 【請求項２】 ＥＢＴ，ｐＨ緩衝剤，マスキング剤およ
びソルビン酸カリウムを含むことを特徴とする硬度指示
薬。
Priority Applications (4)
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